《高考风向标》年高考物理一轮复习 专题五 第4讲 功能关系、能的转化和守恒定律

第4讲功能关系、能的转化和守恒定律考点1能量转化和守恒定律转移不变

1．内容：能量既不会消失，也不会创生．它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体_____到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持_____． 2．能量转化及守恒的两种表述 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量等于增加量．

(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量等于增加量． 3．对能量转化及守恒的理解：每一种运动形式都对应一种能量形式，通过力做功，不同形式的能可以相互转化． 1．(双选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量

解析：汽车制动，受摩擦阻力减速，克服摩擦力做功，机械能转化而内能．流星坠落，受空气阻力，机械能转化为内能．降落伞在空中匀速下降，受空气阻力，重力势能减小，转化为内能．条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，由于电磁感应，受到磁场力的阻碍作用，把机械能转化为电能．所以A、D两项正确．答案：AD功能量变化功能关系重力做功WG＝mgh重力势能变化ΔEpWG＝－ΔEp弹簧弹力做功WN弹性势能变化ΔEpWN＝－ΔEp其他力做功W总机械能变化ΔEW总＝ΔE合外力做功W合动能变化ΔEkW合＝ΔEk电场力做功WE＝qUAB电势能变化ΔEpWE＝－ΔEp考点2功和能的关系

1．功是能量转化的量度，做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化；反之，转化多少能量就说明做了多少功． 2．常见的功与能的转化关系如下表所示：

2．(单选)(2010年佛山模拟)在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()D

A．他的动能减少了Fh

B．他的重力势能增加了mgh

C．他的机械能减少了(F－mg)h

D．他的机械能减少了Fh

解析：由动能定理，ΔEk＝mgh－Fh，动能减少了Fh－mgh，A不正确；他的重力势能减少了mgh，B错误；他的机械能减少了ΔE＝Fh，C错误、D正确．考点3摩擦力做功与机械能、内能之间的转化关系

1．静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能． 2．滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果： ①机械能全部转化为内能；

②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q＝Ffs相对．

3．一木块静止在光滑水平面上，被水平方向飞来的子弹击中，子弹进入木块的深度为2cm，木块相对于桌面移动了1cm，设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失的动能之比是多少？

热点1判断过程中力做功和能量转化

【例1】一质量为

M＝2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过，如图5－4－1甲所示．地面观察者纪录了小物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)．已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2. 甲乙图5－4－1(1)指出传送带速度v的方向及大小，说明理由．(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ.

(3)计算传送带对外做了多少功？子弹射穿物块后系统有多少能量转化为内能？

解决这类问问题一定要要审清题意意，分析清清楚物体的运动过程程，以及过过程中力做做功的情况况．明确力力做功对应应的能量转化，以以及能量转转化中什么么能转化为为什么能．．例如：自自由落体运动中，，重力对物物体做正功功，重力势势能减少；；物体受的的合外力即是重力力，合外力力做功对应应动能的增增加，所以以重力做多多少功，则动能增加加多少．从从能转化来来看是重力力做功把重重力势能转转化为动能，而总总的机械能能不变．B．软绳重重力势能共共减少了mgl1．(双选)(2010年山东卷)如图5－4－2所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面面固定在地地面上，长长为l、质量为m、粗细均匀匀、质量分布均匀的的软绳置于于斜面上，，其上端与斜面顶端端齐平．用用细线将物块与软软绳连接，，物块由静静止释放后后向下运动动，直到软软绳刚)BD好全部离开开斜面(此此时物块未未到达地面面)，在此此过程中(A．物块的的机械能逐逐渐增加C．物块重重力势能的的减少等于于软绳克服摩擦力所做的的功D．软绳重重力势能的的减少小于于其动能的增加与克克服摩擦力力所做功之之和图5－4－2热点2能量转化中中的多过程程问题(1)滑环环第一次通通过圆弧轨轨道O2的最低点F时对轨道的的压力；(2)滑环环通过圆弧弧轨道O1最高点A的次数；(3)滑环环克服摩擦擦力做功所所通过的总路路程．图5－4－3(3)由题意可知知得：滑环环最终只能能在圆弧轨轨道O2的D点下方来回运动动，即到达达D点速度为零零，由能量量守恒得：：解得滑环克克服摩擦力力做功所通通过的路程程s＝78m.这类问题审审题要求高高，一定要要分清有哪哪些过程，明确过过程中力对对什么做了了功，引起起了哪种能能的转化，，物体系统中存在在哪些能量量形式，在在转化中是是哪种能转转化为哪种种能．即明确研究究对象的能能量来源与与去向，根根据能量守守恒来列方方程．这类问题虽虽然过程多多，但分清清了过程中中的能量，，对每一过过程列方程，再联联立方程求求解，问题题就不会那那么难．2．(2009年宁夏卷)两质量分别别为M1和M2的劈A和B，高度相同，，放在光光滑水平平面上，，A和B的倾斜面面都是光光滑曲面面，曲面下端端与水平平面相切切，如图图5－－4－4所示示，一质质量为m的物块位于劈劈A的倾斜面面上，距距水平面面的高度度为h.物块从从静止滑滑下，然后又滑滑上劈B.求物块块在B上能够达达到的最最大高度度．图5－－4－4易错点：：滑动摩摩擦力做做功转化化为内能能的问题题【例1】(双选)如图5－4－－5所所示，质质量为m的物体在在水平传送带上上由静止止释放，，传送带带由电动动机带动动，始终终保持以以速度v匀速运动动，物体体与传送带间间的动摩摩擦因数数为μ，物体过过一会儿儿能保持与传传送带相相对静止止，对于于物体从从静止释释放到相相对静止止这一过程下列列说法正正确的是是()图5－4－－5答案：BD相对滑动的物物体中，一对对滑动摩擦力力做功对两个物体的位移移不同，对两两个物体做功功也就不同，，摩擦力乘以以相对位移等于摩摩擦中产生的的内能．在运运用功能原理理时要选定好好对象，并且分析析清楚能量的的来源与去向向才不致出错错．1．飞机场上上运送行李的的装置为一水水平放置的环环形传送带，，传送带的总质质量为M，其俯视图如如图5